121 lines
3.8 KiB
Rust
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Rust
use std::fs::{File, OpenOptions};
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use std::io::{self, Read, Seek, SeekFrom, Write};
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use std::path::Path;
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// 页管理：数据库文件按固定大小的页组织，页大小由配置给（默认 4096，见 config.rs）。
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// 只负责"按页号读 / 写"，不理解页里的内容 —— 内容怎么解释由上层（堆表 / B+ 树 / WAL）决定。
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// 页号从 0 开始，第 n 页在文件中的偏移是 n * page_size。
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/// 页号：从 0 开始。u64 足够大，不用担心中途用完。
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pub type PageId = u64;
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/// 一页：固定 page_size 字节，外加自己的页号。
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#[derive(Debug, Clone)]
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pub struct Page {
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pub id: PageId,
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pub data: Vec<u8>,
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}
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impl Page {
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/// 新建一页，内容全 0。
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pub fn new(id: PageId, size: usize) -> Self {
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Page {
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id,
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data: vec![0u8; size],
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}
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}
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/// 清零。复用时先清空，避免残留旧数据。
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pub fn zero(&mut self) {
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self.data.fill(0);
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}
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}
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/// 页文件：负责把 Page 落到磁盘上（不做缓存，每次读写都直接 syscall；缓冲池是后面的阶段）。
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#[derive(Debug)]
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pub struct PageFile {
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file: File,
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page_size: usize,
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}
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impl PageFile {
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/// 打开（或创建）一个页文件；页大小由配置传进来。
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pub fn open<P: AsRef<Path>>(path: P, page_size: usize) -> io::Result<Self> {
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let file = OpenOptions::new()
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.read(true)
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.write(true)
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.create(true)
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.truncate(false)
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.open(path)?;
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Ok(PageFile { file, page_size })
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}
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/// 这个文件的页大小。
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pub fn page_size(&self) -> usize {
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self.page_size
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}
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/// 读取指定页号的页；页号超出文件末尾时返回 UnexpectedEof。
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pub fn read_page(&mut self, id: PageId) -> io::Result<Page> {
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let mut data = vec![0u8; self.page_size];
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self.file.seek(SeekFrom::Start(id * self.page_size as u64))?;
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self.file.read_exact(&mut data)?;
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Ok(Page { id, data })
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}
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/// 写入一页。若页号超出当前文件末尾，文件会自动扩展。
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pub fn write_page(&mut self, page: &Page) -> io::Result<()> {
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if page.data.len() != self.page_size {
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return Err(io::Error::new(
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io::ErrorKind::InvalidInput,
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format!(
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"page has {} bytes, this file uses {}",
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page.data.len(),
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self.page_size
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),
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));
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}
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self.file
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.seek(SeekFrom::Start(page.id * self.page_size as u64))?;
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self.file.write_all(&page.data)?;
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self.file.flush()?;
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Ok(())
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}
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/// 在文件末尾追加一页，返回新页的页号。
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pub fn append_page(&mut self) -> io::Result<Page> {
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let id = self.num_pages()?;
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let page = Page::new(id, self.page_size);
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self.write_page(&page)?;
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Ok(page)
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}
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/// 当前文件里有多少页；长度不是页大小整数倍，说明页大小和文件对不上。
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pub fn num_pages(&mut self) -> io::Result<PageId> {
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let len = self.file.metadata()?.len();
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let size = self.page_size as u64;
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if len % size != 0 {
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return Err(io::Error::new(
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io::ErrorKind::InvalidData,
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format!(
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"file length {} is not a multiple of page size {} (did page.size change?)",
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len, size
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),
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));
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}
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Ok(len / size)
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}
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/// 强制把文件缓冲刷到磁盘。写入关键路径时用。
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pub fn sync(&mut self) -> io::Result<()> {
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self.file.sync_all()
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}
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/// 清空文件，游标归零。
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pub fn truncate(&mut self) -> io::Result<()> {
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self.file.set_len(0)?;
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self.file.seek(SeekFrom::Start(0))?;
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Ok(())
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}
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}
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